Microalgas: El superalimento que crece a la sombra de una central eléctrica

Un equipo de entidades españolas se ha unido para producir a escala industrial distintos tipos de microalgas de las que extraer azúcares, aceites vegetales sustitutivos de las grasas Trans, colorantes naturales y compuestos capaces de iluminar los platos, copiando los procesos del plancton marino

Hace ya 2.000 años el ser humano se alimentaba de microalgas; la investigación histórica ubica en la China de entonces los primeros usos de la cianobacteria Nostoc, un organismo vivo que se utilizó en el país en época de hambruna. No fue hasta el siglo pasado cuando se empezó a desarrollar la biotecnología microalgar y aún hoy en día la comercialización de estos productos de alto valor nutricional –entre otras cosas por su alto contenido en proteínas que les ha valido el nombre de superalimentos–, es escasa. «Si hace unos meses la UE aprobaba la producción de insectos como nueva fuente de alimento, ¿a qué esperamos para utilizar algas? El mundo necesita nuevos alimentos y además lo más naturales y sostenibles posibles», opina Francisco Javier Fernández Acero, profesor titular de Microbiología de la Universidad de Cádiz y coordinador del proyecto Algae for Healthy World (A4HW) o lo que es lo mismo el proyecto de producción de biocompuestos saludables de microalgas con aplicación alimentaria en el que se han embarcado varias entidades españolas y que se va a desarrollar en la planta piloto de microalgas que instaló Endesa en su central térmica de Carboneras (Almería) en 2005. Es decir, que además de producir nuevo alimento se captura CO2.

De hecho, el proyecto se enmarca en la línea de trabajo sobre captura de CO2 que Endesa inició en el año 2005. Sin embargo, la diferencia fundamental con otras investigaciones emprendidas en España en el campo de las microalgas es que A4HW tiene como objetivo desarrollar la tecnología de cultivo y cosechado a escala industrial, de tal forma que España se posicione a la cabeza de un mercado alimentario emergente, en el que se aplica tecnología punta para paliar las necesidades alimentarias de zonas desfavorecidas. Se calcula que a día de hoy se producen unas 10.000 toneladas de microalgas para diferentes usos en todo el mundo. Un mercado que genera unos 1.500 millones de euros de facturación al año, aunque «al tratarse de un mercado poco maduro, los datos son poco fiables. A nivel mundial los objetivos son comunes; la producción va enfocada a la industria alimentaria. Aunque China es un país muy opaco se cree que actualmente es el primer productor, seguido de Estados Unidos, Australia e Israel», detalla Roberto Andrés, coordinador de Algae for Healthy World y responsable de la planta de microalgas para la captura de CO2 de Carboneras.

Variables complejas

Son muchos los factores que se han de tener en cuenta para hacer sostenible este proyecto desde todos los puntos de vista (social, medioambiental y económico) y para ello se ha formado un equipo multidisciplinar, proveniente de varios organismos (el Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC, el Centro Tecnológico Ainia, Mar Cristal Marilum, Neoalgae Microseaweeds Products, Novatec Ingenieros Asesores, la Universidad de Cádiz y Endesa como líder del consorcio), que se dividen el trabajo en cada fase de la producción. Y es que «la composición química de las microalgas no es un factor intrínsecamente constante, sino que varía en un amplio rango en función de factores como la temperatura, la iluminación (intensidad de onda, fotoperiodo...), pH del medio, suministro de CO2, concentración y tipo de nutrientes, salinidad, etc. El grado de saturación de los ácidos grasos o el contenido de vitaminas depende, además, de las condiciones de cultivo y del momento del ciclo de crecimiento en el que se recoja y del modo. Unos socios se preocupan de la viabilidad durante el cultivo, otros de las mejoras durante la extracción, etc.

De ahí los perfiles tan distintos de los socios. «Por separado sería imposible abordar este proyecto. En España ha habido otros intentos pero nunca se ha abordado el escalado industrial», explica Roberto Andrés. La Universidad de Cádiz es el coordinador técnico encargado de controlar el trabajo y la interacción entre los miembros de este equipo. No hay que olvidar que al hablar de microalgas se hace referencia a un organismo vivo, por eso «es un reto tecnológico importante, porque se van a cultivar especies no probadas hasta ahora y se va a mejorar el nivel de otras de las que existe algo de conocimiento. En muchos casos, no hay ni información sobre el ADN ni investigación a nivel industrial. El objetivo no es sólo encontrar nuevas fuentes de alimentación para una población mundial en aumento, sino valorizar el producto microalgar obteniendo nuevos azúcares (a día de hoy no los hay de origen marino), aceites que puedan sustituir a las denominadas grasas Trans, incluso pigmentos naturales alternativos a los químicos que se utilizan a día de hoy en la industria alimentaria», continúa Fernández.

Proceso

La planta de cultivo tiene la ubicación perfecta para el trabajo con microalgas, ya que se encuentra dentro de la Central Térmica de Endesa en Carboneras (Almería), un punto cercano al mar, con abundante sol y en el que se pueden capturar y aprovechar el CO2 residual de la producción eléctrica para alimentar a estos organismos (que necesitan de este gas para hacer la fotosíntesis). En este sentido, se calcula que las microalgas absorben hasta cuatro veces más cantidad de este gas que la misma masa forestal equivalente. «La mejor forma de medirlo es visualmente. La planta piloto es de 1.500 m2 y la proporción de CO2 que absorben las microalgas alojadas en este área sería equivalente a la de un bosque de 6.000 m2», detalla Andrés.

De momento se han seleccionado tres tipos de microalgas con las que trabajar, aunque se está estudiando si añadir alguna especie más. «Una de ellas es específica de Cádiz, porque queríamos dar al proyecto un valor añadido; ese componente local evita la importación y compra de especies y ahorra costes y tiempo puesto que la microalga ya está aclimatada. La Nannochloropsis gaditana es típica de esta zona del Mediterráneo. Crece en aguas saladas y tiene un alto contenido en Omega 3 y 6. También se va a trabajar con Pyrocistis, una microalga con una particularidad: su bioluminiscencia o capacidad para emitir luz visible. Una propiedad que está iniciando un nuevo lenguaje gastronómico con platos que se iluminan ante el comensal. Este proyecto pretende obtener dichos extractos bioluminiscentes para ofrecer a las cocinas, gracias también a la colaboración del Laboratorio de Investigación Gastronómica Chef del Mar del conocido cocinero gaditano Ángel León. Por último se va a trabajar con la Spirulina, la más conocida de las tres. Crece en agua dulce y ha sido catalogada por la Organización Mundial de la Salud como superalimento por su alto contenido en proteínas y carbohidratos», explica Roberto Andrés.

Centrifugado

A pesar de la diferencia de especies el proceso de crecimiento es similar. Las tres proviene de cepas puras y se incuban en el laboratorio. Una vez han alcanzado el tamaño necesario en el cepario se introducen en los distintos tipos de fotobiorreactores. Ahí crecerán alimentadas por los nutrientes necesarios y haciendo la fotosíntesis gracias a la acción del sol y el CO2 residual de la planta.

En este punto hay que tener en cuenta las condiciones de crecimiento que necesita cada una. Cuando alcancen la maduración perfecta se procederá al cosechado. Esto tarda entre un mes y mes y medio en función de la luz o la temperatura. Una vez cosechadas la Nannochloropsis y la Pyrocistis pasan por el centrifugado que separa el agua de la biomasa. Se obtiene de ello una pasta verde fresca que contiene un 20-25 por ciento de masa y el resto de agua. Debido a su fragilidad, la spirulina se pasa por un tamiz, para escurrir el agua. Si se centrifugara, la molécula de la microalga se rompería y con él desparecerían sus propiedades. A partir de aquí hay dos opciones: o congelar y vender el producto o liofilizar y venderlo en polvo.

A pesar de no figurar en los primeros puestos en cuanto a producción, España sí está a la cabeza en conocimiento, por ejemplo, respecto a la especie Nannochloropsis, «probablemente seamos líderes en conocimiento. Y eso es debido entre otras cosas a esos diez años de experimentación desde que los primeros fotobiorreactores empezaron a capturar CO2 en la planta de Carboneras, cuando todos eran de tipo bolsa», matiza Roberto Andrés. Ahora los hay de muy diversos formatos, en metacrilato, en columna, etc.

Los productos resultantes podrían aplicarse en muchos otros ámbitos como el farmacéutico, el cosmético o el de fertilizantes, además del propiamente alimentario. «Estos productos contienen una cantidad de proteínas que una vez hidrolizadas sirven para que otras plantas lo absorban de forma muy fácil y esto les ayude a protegerse contra plagas y frente a posibles enfermedades. Además, mejora el crecimiento de las plantas y su enraizamiento», explica Miguel Gutiérrez, de Novatec, jefe de Operación de la planta de microalgas de Endesa.

Pero hasta llegar aquí, al equipo le esperan dos años de trabajo, de pruebas, análisis y mejoras biotecnológicas.